两种不同密度的气体充入一密闭容器中 - 物理 - 基础物理

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pippi6

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引用回帖:

6楼: Originally posted by 霁雪 at 2015-06-07 06:44:57
同一种气体如果容器够深的话，会产生浓度梯度，但是两种气体之间，不存在影响。

要注意区分密度和浓度；由于气体可压，所以高度不同，压力不同，气体密度不同，这是密度梯度。但是，浓度这里应该是指 volume fraction，指一种气体所占比例。楼主也许觉得重的气体会下沉。其实，在流动不大（扩散驱动小）的情况下，确实可能出现短时间（比较扩散时间尺度）重气体的局部聚集的现象。比如，出现过因二氧化碳聚集导致整个村庄窒息死亡的例子。但是，时间足够长，扩散充分的情况下，就会均匀混合。

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11楼2015-06-07 18:07:04

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霁雪

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楼主怎么不澄清一下你所问的浓度梯度是对一种气体而言还是多种气体而言？

这里大家都把两种气体之间的混合看作是一种扩散的过程，这个在概念上就是错的。

气体和液体不同；
气体区别于液体的最主要的不同就是它的压力状态；
也就是说任何的气体不管是稀是浓，都是以压力的状态来达到空间的平衡。在同一个不太深的容器中，不管有几种气体混合到一起，每一种气体在容器里的压力是处处相等的（不考虑重力的作用的条件下），每一种气体都具有和容器相同的体积。

这是道尔顿分压定律的文字描述和前提。

气体的混合，不是一个空间浓度逐渐均匀的过程。完全地不是像溶质在溶剂里的分散那样不存在压力过程（或者很小的压力）
在容器内部，加入某种气体的时候，该气体是一个逐渐升压的过程，除非你吧分析的时间缩短到飞秒级，那么由于压力的传递是需要时间的，你在这样的检测条件下可以检测到气体的浓度梯度的存在（如果你能测量的话）。
气体对压力的传递的速度，很少有研究的文献可以查到（也许是没有人想到这方面的研究），但是我以为可以借鉴声波的传递速度。（声波在某种气体的某个温度、某个压强条件下的传递速度）
以上是关于一个气体的考虑

至于两个或更多的气体，同样是按照道尔顿定律：
“在不发生化学反应的混个和气体内部，一种气体相对于其他的气体相当于真空”
所以不存在相互的影响。

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